Пример алгоритмической модели. Алгоритм как модель деятельности. Что такое алгоритмическая модель Алгоритм- это понятное и точное предписание конкретному исполнителю совершить конечную. Трассировка алгоритма - модель работы процессора

Что такое алгоритмическая модель Алгоритм- это понятное и точное предписание конкретному исполнителю совершить конечную последовательность действий, приводящую к поставленной цели. Этапы деятельности от определения цели(постановки задачи) до получения результата такие: 1)Определение цели 2) Планирование работы исполнителя 3)Работа исполнителя 4)Получение результата Алгоритм является информационной моделью деятельности исполнителя. Такую модель будем называть алгоритмической.

Система команд исполнителя Чтобы построить реальный план – алгоритм, который окажется выполнимым, нужно точно знать возможности исполнителя. Эти возможности определяются системой команд исполнителя(СКИ). Составляя алгоритм, нельзя выходить за рамки СКИ. В этом состоит свойство понятности алгоритма. Для автомата СКИ – это строго определенный конечный набор команд, заложенный в него конструкторами. Поэтому алгоритм представляет собой точное описание его работы, и автомат выполняет работу, формально следуя указаниям алгоритма. Для управления автоматом или компьютером не трудно придумать формализованный язык описания алгоритмов. Такие языки называются языками программирования, а алгоритм, представленный на языке программирования, называется программой.

Пример алгоритмической модели Первый игрок загадывает целое число из заданного диапазона чисел, например от 1 до 100. Второй должен угадать это число за наименьшее количество вопросов. Алгоритм угадывания числа методом половинного деления, ориентированный на исполнителя-человека. Алгоритм Угадывание числа Дано: диапазон чисел от А до В Надо: угадать число X, задуманное игроком, используя алгоритм половинного деления Начало 1) Задать вопрос: Х меньше среднего значения между А и В? 2) Если ответ «ДА», то принять за значение В целую часть среднего значения. 3) Если ответ «НЕТ», то принять за значение А ближайшее целое число, большее, чем среднее. 4) Если значения А и В равны, то их общее значение и есть искомое число Х. 5) Если значения А и В не равны, то вернуться к выполнению пункта 1. Конец Данный алгоритм ориентирован на исполнителя-человека, а не на компьютер.

Алгоритм «Половинное деление» Алг Половинное деление Цел А, В, Х Начало Ввод А, В, Х Пока А В, повторять Нц Если Х(А+В)/2 То В:= Цел((А+В)/2) Иначе А:=Цел ((А+В)/2)+1 Кв Кц Вывод А Конец Н ачало Конец Ввод А, В, Х Вывод А АВ Х(А+В)/2 В:=ЦЕЛ ((А+В)/2)А:=ЦЕЛ ((А+В)/2)+1 нет да нетда

Блок-схема Блок-схема – это ориентированный граф, указывающий порядок исполнения команд алгоритма исполнителем. Блоки - вершины этого графа – обозначают отдельные команды, которые отдаются исполнителю, а дуги указывают на последовательность переходов от одной команды к другой. В прямоугольниках на блок-схемах записываются команды – действия, в ромбах – условия, определяющие направление дальнейшего исполнения команд; в параллелограммах – команды ввода или вывода информации; в овалах – начало или конец исполнения алгоритма. Здесь можно говорить о пути прохождения графа в ходе выполнения алгоритма. Любой путь начинается от вершины «Начало» и заканчивается выходом на вершину «Конец».Внутри же путь может быть разным в зависимости от исходных данных и от результатов проверки условий. Блок-схема – графическая форма, алгоритмический язык - две разные формы представления алгоритмической модели.

Структурное программирование Структура построенного алгоритма - цикл с вложенным ветвлением. Любой алгоритм можно построить из сочетания трех основных алгоритмических структур: следования, ветвления и цикла. Это утверждение - основа методики, которая называется структурным программированием. Современные языки программирования позволяют легко переходить от описания алгоритма к программе, если алгоритм построен структурно. Поэтому наиболее рациональной моделью деятельности исполнителя является структурная алгоритмическая модель.

Трассировка алгоритма - модель работы процессора Для того чтобы проверить правильность алгоритма совсем не обязательно переводить его на язык программирования и выполнять тесты на компьютере. Протестировать алгоритм может и человек – путем трассировки. Выполняя ручную трассировку, человек моделирует работу процессора, исполняя каждую команду алгоритма и занося результаты выполнения команд в трассировочную таблицу. Она является моделью работы процессора при выполнении программы. Программа выполняется по шагам (первый столбец таблицы). В столбце «Команда алгоритма» отображается содержимое регистра команд процессора. Куда помещается очередная команда. В столбце «Переменные» отображается содержимое ячеек памяти компьютера(или регистров памяти процессора), отведенных под переменные величины. В графе «Выполняемые действие» отражаются действия, выполняемые арифметико-логическим устройством процессора.

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Чубуклинская средняя общеобразовательная школа»

Заинского муниципального района Республики Татарстан

Алгоритм как модель деятельности

(план-конспект урока информатики в 10 классе)

Учитель информатики: Сафиуллина Р.И.

Тема: Алгоритм как модель деятельности

Цели: Повторить определение алгоритма, вспомнить понятие модели и дать определение алгоритмической модели; Научиться представлять любую деятельностную в виде алгоритма графическим образом; вспомнить основные формы представления алгоритма в виде блок-схем. Развивать умения планировать последовательность действий для достижения поставленной цели. Формирование познавательного интереса как компонента учебной мотивации.

Ход урока

Организационный момент

Приветствие учеников

Актуализация полученных знаний

Что такое граф? Из чего он состоит?

Какой граф называется неориентированным (ориентированным)?

Что такое сеть? Какие характерные особенности имеет сеть?

Какие системы называют иерархическими?

В чем состоит удобство табличного представления информации?

Что такое двоичная матрица? Какую информацию она в себе содержит?

Решение задач

№2. В бутылке, стакане, кувшине и банке находится молоко, лимонад, квас и вода. Известно, что вода и молоко находятся не в бутылке, сосуд с лимонадом стоит между кувшином и сосудом с квасом, в банке не лимонад и не вода. Стакан стоит около банки и сосуда с молоком. Куда налита каждая жидкость?

№3. В соревнованиях по гимнастике Аня, Вера, Галя и Наташа заняли первые четыре места. Определите, кто какое место занял, если известно, что Галя вторая, Наташа хотя и не стала победителем, но в призеры попала, а Вера проиграла Ане.

Изучение нового материала

Алгоритм - это понятное и точное предписание конкретному исполнителю совершить конечную последовательность действий, приводящую к поставленной цели.

Этапы деятельности от определения цели до получения результата:

Примеры алгоритмической модели

Первый игрок загадывает целое число из заданного диапазона чисел, например от 1 до 100. Второй должен угадать это число за наименьшее количество вопросов.

Запишем алгоритм угадывания числа методом половинного деления, ориентированный на исполнителя - человека

Дано: диапазон чисел от А до В

Надо: угадать число Х, задуманное игроком, используя алгоритм половинного деления

Начало

1. Задать вопрос: Х меньше среднего значения между А и В?

2. Если ответ «да», то принять за значение В целую часть среднего значения

3. если ответ «нет», то принять за значение А ближайшее целое число, большее чем среднее

4. Если значение А и В равны, то их общее значение и есть искомое число Х

5. Если значение А и В не равны, то вернуться к выполнению пункта 1

Конец

Приведем алгоритм в форму блок – схемы.

Для того, чтобы проверить правильность алгоритма, нужно выполнить трассировку.

Закрепление изученного материала

А) В 48 странице учебника описан алгоритм нахождения наибольшего общего делителя (алгоритм Евклида), ориентированный на исполнителя – человека. Представьте его в виде блок схемы и на алгоритмическом языке для исполнителя компьютера.

Б) Выполнив предыдущее задание, проведите трассировку алгоритма Евклида для нахождения НОД чисел 128 и 56.

«Академический университет» как модель интеграции фундаментальной науки... в учебный процесс. Конкретный алгоритм реализации такого подхода понятен... технического прогресса. Принципиальные вопросы деятельности решаются советом «Академического университета...

Название предмета: информатика Класс: 10 УМК (название учебника, автор, год издания): Семакин И.Г., Хеннер Е.К. «Информатика и ИКТ 10­11 класс» Бином, Лаборатория Знаний, 2011 Уровень обучения (базовый, углубленный, профильный): базовый Тема урока: Алгоритм как модель деятельности. Практическая работа «Управление алгоритмическим исполнителем» Общее количество часов, отведенное на изучение темы: 2 часа Место урока в системе уроков по теме: урок практических знаний Цель урока: дополнить и обобщить представления учащихся о компьютерных моделях, закрепить навыки работы с графическими исполнителями Задачи урока:  Образовательные: закрепить представления учащихся о моделях и видах информационных моделей; систематизировать моделировании, полученные знания, обобщить знания в управлении алгоритмическим исполнителем  Развивающие: развитие творческих способностей, логического мышления учащихся, их исследовательских умений и навыков.  Воспитательные: воспитание самостоятельности при выполнении заданий, умения самостоятельно оценивать результат своей проектной деятельности и работы своих одноклассников. Планируемые результат:  Предметные – Повторить определение алгоритма, его свойства и виды. Вспомнить понятие модели и дать определение алгоритмической модели. Познакомить учащихся с примером алгоритмической модели, расширить представление учащихся о возможных сферах применения информационных моделей, показать выполнение трассировки алгоритма на конкретном примере.  метапредметные – учащиеся получат возможность развивать и отрабатывать умение анализировать, адекватно самостоятельно оценивать

правильность выполнения действия и вносить необходимые коррективы в исполнение, как в конце действия, так и по ходу его реализации.  личностные – способствовать формированию творческой активности учащихся через создание ситуации успешности Техническое обеспечение урока проектор, экран, ноутбук, компьютеры Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока (возможны ссылки на интернет­ресурсы) учебник­практикум Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Содержание урока 1. Организационный момент Здравствуйте, начнём наш урок страничкой из истории. 2. Актуализация базовых знаний №1 У исполнителя, который работает с положительными однобайтовыми двоичными числами, две команды, которым присвоены номера: 1. сдвинь влево 2. вычти 1 Выполняя первую из них, исполнитель сдвигает число на один двоичный разряд влево, а выполняя вторую, вычитает из него 1. Исполнитель начал вычисления с числа 104 и выполнил цепочку команд 11221. Запишите результат в десятичной системе. Решение: 1) важно, что числа однобайтовые – на число отводится 1 байт или 8 бит 2) главная проблема в этой задаче – разобраться, что такое «сдвиг влево»; так называется операция, при которой все биты числа в ячейке (регистре) сдвигаются на 1 бит влево, в младший бит записывается нуль, а старший бит попадает в специальную ячейку – бит переноса: 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 = 45 0 1 0 1 1 0 1 0 = 90 0 ? 0

бит переноса можно доказать, что в большинстве случаев результат этой операции – умножение числа на 2, однако есть исключение: если в старшем (7­ом) бите исходного числа x была 1, она будет «выдавлена» в бит переноса, то есть потеряна1, поэтому мы получим остаток от деления числа 2x на 28=256 3) попутно заметим, что при сдвиге вправо2 в старший бит записывается 0, а младший «уходит» в бит переноса; это равносильно делению на 2 и отбрасыванию остатка 4) таким образом, фактически команда сдвинь влево означает умножь на 2 5) поэтому последовательность команд 11221 выполняется следующим образом Код команды 1 1 2 2 1 Действие Результат Примечание 104 умножь на 2 208 умножь на 2 160 вычти 1 вычти 1 умножь на 2 159 158 60 остаток от деления 208*2 на 256 остаток от деления 158*2 на 256 6) правильный ответ – 60. №2 Исполнитель Робот действует на клетчатой доске, между соседними клетками которой могут стоять стены. Робот передвигается по клеткам доски и может выполнять команды 1 (вверх), 2 (вниз), 3 (вправо) и 4 (влево), переходя на соседнюю клетку в направлении, указанном в скобках. Если в этом направлении между клетками стоит стена, то Робот разрушается. Робот успешно выполнил программу 3233241 1 2

Какую последовательность из трех команд должен выполнить Робот, чтобы вернуться в ту клетку, где он был перед началом выполнения программы, и не разрушиться вне зависимости от того, какие стены стоят на поле? Решение: 1) фактически заданная программа движения Робота, которую он успешно выполнил, показывает нам свободный путь, на котором стенок нет 2) поэтому для того, чтобы не разрушиться на обратном пути, Робот должен идти точно по тому же пути в обратном направлении 3) нарисуем путь Робота, который выполнил программу 3233241: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Робот начал движение из клетки, отмеченной красной точкой, и закончил в клетке, где стоит синяя точка 4) чтобы вернуться в исходную клетку (с красной точкой) по пройденному пути, Роботу нужно сделать шаг влево (команда 4), затем шаг вверх (команда 1) и еще один шаг влево (команда 4) 5) таким образом, ответ – 414. 3. Практическая работа Тема "Управление алгоритмическим исполнителем" Цель работы: закрепление навыков программного управления учебными исполнителями алгоритмов, полученных при изучении базового курса информатики в 8­9 классах. Используемое программное обеспечение: среда какого­либо учебного исполнителя алгоритмов графического типа, назначение которого ­ рисование на экране компьютера. К числу таких исполнителей относятся: Грис, Черепашка Лого, Чертёжник, Кенгуренок и др. Задание 1

Написать подпрограмму (процедуру) и с её помощью составить программу рисования лесенки по диагонали через все поле рисунка. Задание 2 Написать программы для рисования следующих рисунков на всю ширину листа, используя вспомогательные алгоритмы (подпрограммы). Задание 3 Описать подпрограмму для рисования следующей фигуры. Задание 4 Используя подпрограмму из предыдущего задания, составить программу для рисования "забора" через все поле рисунка.

Задание 5 Оформить решение задания 4 в виде подпрограммы и с ее помощью составить программу рисования следующей фигуры. Домашнее задание Параграф 16, с.89 , вопрос 11

Конспект урока

Предмет : Информатика и ИКТ

Тема: Алгоритм как модель деятельности

Тип урока : урок развивающего контроля

Форма урока – традиционная

Цели:

Обучающие:
- продолжить формирование представлений об алгоритмах;

–– вспомнить понятие модели и дать определение алгоритмической модели; - составление алгоритмов с использованием условий и циклов.
Развивающие:
- создать условия для развития познавательной активности учащихся;
- развивать словесно-логическое мышление; культуру общения;
- развивать у учащихся личностные качества самоконтроля и самооценки.
Воспитывающие:
- воспитывать уверенность в своих возможностях;

- воспитывать чувство товарищества, взаимопомощи.
Требования к результатам Предметные:
- формировать умение составления алгоритмов;

- научиться работать с новыми ЦОР-ами (стрелочки);
- составлять команды для выполнения поставленной цели;
- самостоятельно выполнять задание.
Универсальные учебные действия:
Личностные:

- действие смыслообразования;
- установление учащимися связи между командами и поставленными целями;
Регулятивные:
- целеполагание;
- формирование умения планировать любую деятельность в виде алгоритмов как модели деятельности;
- формирование самоконтроля и самооценки;
- волевая саморегуляция;

- прогнозирование;
- контроль;
- коррекция.

Познавательные:

- формирование логических действий анализа, сравнения, установления причинно- следственных связей; - постановка и формулирование проблемы, самостоятельный поиск ее решения.

Коммуникативные

- формировать умение сотрудничать;
- учить говорить, рассуждать;
- учить взаимодействовать в парах.

Формы обучения: фронтальная, индивидуальная, в парах.

Методы обучения: наглядный, словесный, практический, контроля.

Используемые педагогические технологии:

Технология диалога,

Технология обучения в сотрудничестве,

ИКТ.

Оборудование урока:

Интерактивный комплекс, презентация, ЦОР «стрелочки».

Оформление

результатов

Локализация затруднений

Выявить место и причины затруднения и определить цели урока.

Осознать потребность к контролю и самоконтролю результата, а также выявлению причин затруднений в деятельности.

Итоги выполнения задания по составлению алгоритмов (представлены на слайдах)

Побуждающий диалог

Организует мотивирование учащихся к коррекционной деятельности.

Анализирует правильность самопроверки учащимися своих работ.

Уточняет алгоритм и правила устранения ошибок.

Помогает определить причины ошибок в различных типах заданий.

Определяет учеников-консультантов (проверяющих правильность составленного алгоритма).

Определяют места

Указывают способы действий.

Сравнивают с эталоном и выполняют задания творческого уровня

Оценивают себя

Осознают причины допущенных ошибок на основании

Запись в тетрадь и проверка результата на экране.

Построение проекта коррекции выявленных затруднений

Запуск на экране правильных вариантов ответов.

Побуждающий диалог, мозговой штурм, обсуждение.

Организует процесс обсуждения учащимися целей коррекции, а также помогает выбрать необходимые средства и способы их достижения.

Организовывает работу в парах по типам допущенных ошибок.

Формулируют индивидуальные цели и алгоритм коррекционных действий.

Выбирают способ и средство коррекции.

Реализация построения проекта

Организация коррекционной самостоятельной работы над ошибками.

Творческие задания для учащихся, выполнивших контрольную работу без ошибок.

Самостоятельная работа с проверкой по эталону.

Направляет консультантов на помощь другим учащимся.

Учащиеся, выполнившие работу без ошибок могут выполнять творческие задания.

Выполняют работу над ошибками.

Выбирают задания в соответствии с ошибками;

выполняют работу, предложенную учителем.

Работа над ошибками в тетрадях.

Обобщение

Закрепить способы действий, вызвавших затруднение.

Побуждающий диалог.

Организует обсуждение типовых затруднений.

Проговаривает формулировки способов действий, которые вызвали затруднение

Формулируют способы действий, которые вызвали затруднение.

Самостоятельна работа с самопроверкой по эталону

Провести самостоятельную работу

Практическая работа.

Индивидуальная деятельность и работа в парах.

Организует выполнение учащимися самостоятельной работы.

Осуществляет знаковую фиксацию преодоления затруднений.

Вывод критериев оценивания учащихся.

Выполняют самостоятельную работу.

Выполняют самопроверку. Показывает результаты учителю

Результат- правильно разработаннаяпрограмма.

Рефлексия деятельности

Провести самооценку результатов деятельности

Коммуникативное воздействие, самостоятельная работа.

Карточка самооценки

Побуждающий диалог.

Организует проговаривание механизма деятельности по контролю.

Организует оценивание полученных результатов, а также фиксацию цели последующей деятельности.

Проговаривают механизм деятельности по контролю.

Дают оценку полученным результатам.

Фиксируют цель последующей деятельности.

Оценивают деятельность на уроке.

План –конспект урока

1.Организационный момент

Всем, всем добрый день!

Локализация затруднений

Мне принесли коробку, дали задание разобраться с тем, что находиться в данной коробке.

Что может в ней лежать?

Отвечают на вопросы. Высказывают предположения.

Выбирают задания творческого характера.

Построение проекта коррекции выявленных затруднений

С чего начать? Как мы называем такую последовательность действий? Зачем нужна инструкция? Можно ли ее назвать алгоритмом и почему?

Зачем нам нужны алгоритмы? Как мы схематично можем представить алгоритм?

Формулируют алгоритм коррекционных действий.

Выбирают способ и средство коррекции

Реализация построения проекта

№2. В бутылке, стакане, кувшине и банке находится молоко, лимонад, квас и вода. Известно, что вода и молоко находятся не в бутылке, сосуд с лимонадом стоит между кувшином и сосудом с квасом, в банке не лимонад и не вода. Стакан стоит около банки и сосуда с молоком. Куда налита каждая жидкость?

Ответ:

Молоко

Лимонад

Квас

Вода

Бутылка

Стакан

Кувшин

Банка

Выполняют работу самостоятельно.

Проверяют по эталону. Оценивают работу.

Обобщение затруднений во внешней речи.

И так у нас четыре различные ситуации:

1 ситуация: я являюсь директором фирмы и мне нужно нарисовать эмблему фирмы в виде буквы Ф. На рабочем столе в папке исполнитель задача 1_1 (необходимо составить список команд для выполнения данного задания используя команды: шаг, поворот, прыжок) Продемонстрировать учителю. За выполнение данного задания 1 балл

2 ситуация: Мне как директору необходимо оградить забором территорию. Используя процедуру необходимо написать команды для получения нужного результата. В папке на рабочем столе задача 1_2 Оценивается в 1 балл

3 ситуация: Мне как директору необходимо отправить деньги по безопасному маршруту, для этого мне нельзя изменять маршрут. Написать команды используя цикл для доставки денег из пункта А в пункт В. Задача в папке Исполнитель на рабочем столе задача 1_3. За выполнение данного задания 1 балл

4 ситуация: Необходимо написать алгоритм движения машины по доставке пиццы, с условием, что она не въедет в стену. Использовать условный оператор. Задача 1_4. За выполнение данной задачи с помощью условного оператора 2 балла, за использование линейного алгоритма 1 балл

Самостоятельна работа с самопроверкой по эталону

Учащиеся: Алгоритм - это понятное и точное предписание конкретному исполнителю совершить конечную последовательность действий, приводящую к поставленной цели.

Учащиеся оценивают свою работу самостоятельно и показывают результат учителю. Учащиеся: составляют алгоритмы.

Учитель: а теперь давайте проверим верно ли выполнили данное задание (на экране один из учеников запускает правильно составленные алгоритмы, остальные проверяют)

Выполняют самостоятельную работу.

Выполняют самопроверку (слайд).

Оценивают.

Рефлексия

По ходу урока определяем затруднительные ситуации .

Графический исполнитель стоит в левом верхнем углу поля. Направление - произвольное . Что будет изображено на экране после выполнения графическим исполнителем следующего алгоритма (опишите все возможные варианты ): если впереди край то поворотиначе прыжок прыжок конец ветвления пока впереди не край шаг конец цикла